Electromagnetiko indukzioaren oinarrian dauden kableen exzentrikotasun neurriko aurrerapenak: Arruntadura gainditzea eta zehaztasuna hobetzeko

Kablearen exzentrizitatea neurtzean on-line bidez gertatzen den oinarrizko arazo bat kablearen abiadura handia da. Hori non-erakuskarriko neurketa-tresnak eskatzen ditu, kablearen jitterra kudeatzeko. Ixioetan oinarritutako kablearen exzentrizimetriak, optikoaren trantsmision irudiaren oinarrian, konduktoreen geometriko erdiko puntua isolamenduaren exzentrizitatearekiko kalkulatzeko zenbait geruzen kontur-dimension neurtzen ditu. Hala ere, hainbat lasterkortasun dituzte: neurketarako abiadura motza (segundotik behin edo bi), kablearen jitterrengatik gertatzen diren erroreen handitzea eta kostu altuak.

1 Elektromagnetikoa induzitzeko oinarritutako kablearen exzentrizimetrien printzipioa

Elektromagnetikoa induzitzeko oinarritutako kablearen exzentrizimetrietan optikoaren diametro-neurketaren eta elektromagnetikoaren induzioko konduktore-detektorearen konbinazioa dago. Konduktorearen elektriko erdiko puntuaren (geometrikoaren exzentrizitatearen gainean) neurketa egiten dute, segundotik milaka neurketekin. Neurketarako abiadura handiagoak jitterren eraginak murrizten ditu, ixioen tresna ordezkatuz, zenbait geruzen dimentsioak beharrez ez diren kasuetan.

Orain arte inportatutako produktuetan (publiko printzipioetan oinarrituta) lau indutiboko koloi erabiltzen dira magneko eremuen detektatzeko (Irudia 1 bezala). Batzuek konduktorearen zentroa ikusten dute signalen indar berdinekin (aldakor bat denean motorren bitartez leihoak doitu); beste batzuek konduktorearen zentroa detektatutako signalen indarrekin kalkulatzen dute.

2 Neurketaren prezisio-kontrola

Motorren doituak prozesu bat da, laguntza arrazoi gehienetan. Horrek isolamenduaren eta konduktorearen neurketaren desinkronizazioari eragin du, delaerro-erroreak sortuz - kablearen jitterr handiagoak errore handiagoak sortzen ditu. Praktikan, arazo hori adierazten da: kablearen jitterr gertatzen denean, exzentrizitate-neurketaren emaitzak instabildadak hartzen dituzte, 1% baino handiagoak osatzen dituztela. Hau neurri-tresnen errorea adierazten du, ez kablearen egoerarekin lotuta dagoena.

Hala ere, signalen indar berdinekin konduktorearen zentroa adieraztea beti balio duen ez da. Biot-Savart-en legeak dio: B (magne-indukzioaren intentsitatea) Idl korronte-elementuak espazioan edozein puntuan r distantzia dutenean sortzen duena honakoa da:

Formula honek adierazten du magne-indukzioaren intentsitatea distantziaren karratuarekin alderantzikotasun proportzionala dela eta norabidearen angeluaren sinearekin proportzionala, Irudia 2 bezala.

Horren oinarrian, espazioan lau puntuen arteko magne-eremuen intensitateen arteko harremana simulazio-kalkulua egin da. Erraztasunagatik, Irudia 3 bezalako modelua sortu da.

Puntuak 1, 2, 3 eta 4 ortogonal eta simetriko itxura dutenak dira, O puntuak erdigunea izanik. Idazle-elementuak 2 eta 3 ardatzeko OP erdiko lerroaren gainean mugitzen direla suposatzen da. Formula (1)aren arabera, idazle-elementuak OP-ren edozein puntuan badago, B1 = B4 eta B2 = B3 betetzen dira. Beraz, B1/B2-ren ∠θ-rekin dagoen aldaketaren ikerketa bakarrik egin behar da. Kalkuluaren ondorioztan datu multzo bat lortzen da, eta diagrama bat sortzen da, Taula 1 eta Irudia 4 bezala.

Irudia 4-n ikus daiteke tendentzia ez-erregularra da. ∠θ handitzen denean, B1/B2 1-tik ~0.268 (minimoa)ra jaitsi da, gero 1-ra itzuli. Magne-eremuen lau puntuetan berdintasuna gertatzen denean, idazle-elementuak O erdigunetik urrun dago. Intervalu horretan, minimoa ez diren balio guztiek bi puntu dituzte - minimoari hurbilago, puntuak hurbilago dira.

Aldi berean, hori kuadrante batean aplikatzen da, eta beste guztietan ere. Lau puntuko magne-eremuen indarrekin konduktorearen zentroa adierazteko ezin da fidatzaile izan, ezta zentroa (magne-eremua bektoria da, ez eskalarra).

Beraz, exzentrizimetri hobea garatzeko, kanpo-herrialdeko enpresen jarraitasuna ezin da. Printzipio berria: P₁/P₂-n B₁, B₂ magne-eremuen norabide-angeluak neurtu O iturri-zentroa (Irudia 5) determinatzeko.

Printzipio hori geometriko moduan laburdu daiteke: triangelu bat alde bat eta bi angelu ondoriozko berdinetan zehazten da. Hori gertatzen denean, praktikan aplikatzeko, magne-eremuen ahultsuen neurketa abiadura handiarekin eta prezisio handiarekin beharrezkoa da.

Kableen konduktoreak ~10mA korronte sortzen dute kanpo alternezko eremuetan. Sensorrek, kableetatik duri, ahulkiak (~dozaina nT) detektatzen dituzte - sensibilitate handia, maiztasun-erantzuna eta sorama handia eskatzen dituzte (barneko sorama neurketa-zehaztasuna eragiten du).

3 Elektromagnetikoa induzitzeko oinarritutako exzentrizimetrien aplikazioa

Inportatutako produktu askok koloi-sensor erabiltzen dute; artikulu honek magnetoresistentziako sensor aukeratzen ditu. Sensor txikiak elektromagnetikoaren eta optikoaren neurketak batera integrazten dituzte sekzio berdian (erroreak murriztuz), sensor arteko bateragarritasuna handia. Fotolitografia-magnetoresistentziako sensor ideala dira. Aldi berean, inportatutako koloi-sensor produkturen neurketak bereiztu dituzte, ez-optiko konduktore-segmentuak berdinak hartuz - erroreak handituz.

Magnetoresistentziako neurketak: 1000/s neurketak, &plusmn;2% errepikagarritasuna (100&ndash;200nT), &plusmn;0.2% 1000 neurketen batazbestekoetan, linealtasuna <0.5%. Inportatutako produktuekin alderaketak murriztuak (datuak ez daude).

Azkar LED&times;CCD optiko neurketarekin konbinatuz, orduan eta orain exzentrizitatea neurtzen da (Irudia 6).

Neurketako bakoitzean, A, B, C, D insulation layerren lau puntuen kokapena eta konduktorearen erdiko P puntuen kokapena batera lortzen dira. X eta Y norabideko exzentrizitateak eta exzentrizitate osoa honako formulak erabiliz kalkulatzen dira:

Neurketako bakoitzean, e_x, e_y, eta e batazbesteko (lagin kopuru finko baten gainean) emaitza exzentrizitate finala. Zentratasuna erakusteko, Zentratasuna = 1 - Exzentrizitate erabili. &Delta;x/&Delta;y (X/Y norabideko desbiderak) extruderaren burua orduan eta orain doitzeko exzentrizitate automatikoki zuzendeko.

Neurketarako abiadura azkarrean jitter-erroreak murrizten dira: 1000 neurketak/segundo millonetzat zehaztasuna lortzen du. Inportatutako produktu asko (hundreds of measurements/second) exzentrizitate-zehaztasuna adierazten dute, konduktorea zentratuta (kanperadorearen diametroaren zehaztasunarekin bat, &plusmn;&mu;m balio absolutuan, ez ehunekoetan - ez da zuzena).

3.1 LED&times;CCD diametro-neurketa

Telezentriko optika oinarrian, argi-esteka CCDko eremu ilunak sortzen ditu. Algoritmoak ertzak analizatzen ditu tamainuak kalkulatzeko. CCD global exposizioa (pixelak batera sentitzen) jitter-ek eraginez ertzak borrokatzen ditu (bertikala>ditxiak), baina algoritmoak ertzak solvetzen ditu eta erroreak kendu.

3.2 Optiko diametro-neurketaren oharrak

Ez da helburu nagusia, baina garrantzitsu: kablearen exzentrizitate-neurketak behar ditu orduan eta orain optikoan insulation layerren lau vertex-puntuen kokapena (tamainuak soilik ez). Motor-scanned laser metodoak asynchronic measurement errors risku duten. Beraz, optiko eta elektromagnetiko neurketen sinkronizazioa tresna garatzeko garrantzitsua da.

4 Iraultza

Elektromagnetikoa induzitzeko tresna konduktorearen elektriko erdiko puntuaren neurketa azkarra egiten du, kostu txikitz eta abantaila. Inportatutako produktuetako elektromagnetiko neurketaren akatsak ebazteko, photoelectromagnetic cable eccentricity meter berria garatzen da (millonetzat zehaztasuna). Teknologia aurrera joango da - materialen aurrerapenak zehaztasun handiagoa ahalbidatuko dute, industria aurrera jotzen duena.